Zásady návrhu akumulačních kamen

1. Úvod

Se zpřísňujícími se požadavky na výstavbu rostou i požadavky na hledání vhodných zdrojů tepla pro objekty s nízkou tepelnou potřebou (nízkoenergetické domy). U takových objektů je nepraktické použít klasická konvekční kamna či krbovou vložku, protože jejich výkon předávaný prostoru přes zasklení je obvykle vyšší než potřeba místnosti, ve které jsou kamna či krbová vložka umístěna. U těchto objektů je proto třeba hledat zdroj, který dokáže relativně vysoký výkon kamen rozložit v čase a tak postupně objekt zásobovat teplem dle reálné potřeby objektu.

Jednou z možností je využití kachlových kamen jako zdroje pro akumulační systém vytápění. Teplo, které se uvolní při spálení dávky paliva, je akumulováno do hmoty kamen (akumulace je závislá na použitém materiálu a jeho množství) [1].

Mezi veřejností roste zájem o individuálně stavěná kamna, proto se autoři článku rozhodli přiblížit jejich návrh a řešení široké veřejnosti a podpořit tak obeznámenost s tímto zajímavým systémem vytápění.

Kachlová kamna se dělí podle několika faktorů [1]. Podle konstrukčního uspořádání dělíme kachlová kamna na:

• Sálavá kachlová kamna
• Teplovzdušná kachlová kamna
• Kachlová kamna s ohřevem teplonosné látky
• Kombinovaná kamna

Podle vzájemného postavení vnitřní a vnější stěny kamen dělíme kachlová kamna na [1]:

• Kamna bez vzduchové mezery
• Kamna dvouplášťová se vzduchovou mezerou
• Kamna hypokaustní (dochází zde ke vzniku vzdušné konvekce v uzavřeném prostoru)

Podle tloušťky stěn dělíme kachlová kamna na [1]:

• Lehká (akumulace 8 hodin)
• Středně těžká (akumulace 12 hodin)
• Těžká (akumulace 16–24 hodin)

2. Potřeba tepla vytápěného objektu

Začátkem každého návrhu je kvantifikace potřeby tepla objektu. V případě kamen se jedná především o tepelnou ztrátu místnosti, ve které jsou kamna umístěna [12].

Postupů výpočtu tepelné ztráty je více. Kamnáři využívají základní kamnářský výpočet dle normy ČSN 734231 [2], který je přibližný a vychází z empiricky zjištěných konstant a objemu vzduchu v řešené místnosti. Přesnějším, ale podstatně složitějším způsobem je výpočet tepelných ztrát dle normy ČSN EN 12831 [3]. Pro přibližný odhad postačí jednodušší kamnářský výpočet:

kde je

K

– kamnářská konstanta – viz Tab. 1.

Tab. č. 1 Kamnářská konstanta [2]

Úroveň izolace	Kamnářská konstanta K [W/(h.m3)]	Ztráta místnosti 5×3×2,5 m [W/h]
Špatná tepelná izolace	45,0	1687,5
Střední tepelná izolace	32,5	1218,75
Dobrá tepelná izolace	22,5	843,75
Velmi dobrá tepelná izolace	12,0	450

Jde o konstanty, které je třeba zvolit na základě zkušeností. Pro nízkoenergetické budovy, ve kterých hrozí přehřívání, je třeba výpočet provést přesný výpočet. Výsledná ztráta místnosti je v kW/h při venkovní návrhové teplotě (na Ostravsku −15 °C).

Problematika v normě uvedených chybných jednotek kW/h a kW/(h*m³) je více rozebírána v diskuzi k tomuto článku.

Navržená kamna je potom třeba navrhnout tak, aby jmenovitý tepelný výkon kamen byl větší nebo roven výsledné ztrátě místnosti. Je důležité připomenout, že není rozumné navrhovat mnohem větší výkon, než je potřeba místnosti. Zkracováním periody mezi jednotlivými přiloženími můžeme dosáhnout výrazně vyššího výkonu, než na jaký jsou kamna deklarována. Přičemž z hlediska účinnosti spalování je nutné zachovat stanovenou dávku paliva [13]. Výsledná ztráta místnosti je po většinu roku mnohem nižší než spočtená.

3. Návrh kachlových kamen krok po kroku

Jak bylo již zmíněno výše, výkon kamen závisí především na dávce paliva, kterou je možné do kamen přiložit. Aby výkon co nejvíce odpovídal potřebám objektu, snažíme se kamna navrhnout na potřebnou tepelnou ztrátu vytápěného prostoru.

V běžné kamnářské praxi se pro zákazníka zpracovávají návrhy především tvaru obestavby. Tepelně-technické výpočty se tvoří většinou rutinně a kamnář je nezveřejňuje, jen je archivuje pro případnou reklamaci, dokladování nebo servisní činnost. Dimenzování, tedy návrh akumulačního pláště (teplosměnných ploch) a tepelně-technické výpočty návrhu topeniště a keramických tahů, popř. výměníku spolu souvisí a vzájemně se ovlivňují. Nelze navrhovat kamna bez základní představy o velikosti a vnějším tvaru, jen se znalostí tepelných ztrát v místnosti a naopak. Veškeré výpočty však musí začít stanovením potřebného výkonu kamen, který vychází ze stanovení tepelných ztrát.

V praxi se návrh provádí takto:

• zákazník si vybere z nabídky kamnáře nebo z ostatních dostupných zdrojů předběžný tvar kamen
• zohlednění dispozičního řešení místnosti a pozice komínu
• kamnář vybere ze zkušenosti vhodné řešení (druh topeniště, tahový akumulační systém, apod.) a nahrubo vyladí poměr mezi tvarem kamen a požadovaným návrhem výkonu, přičemž dbá na určitou přiměřenost výkonu topeniště a teplosměnné plochy – pláště kamen.
• po předběžném odsouhlasení základních parametrů se zákazníkem se přistupuje k tepelně technickému dimenzování kamen. Při návrhu se musí zohlednit mnoho parametrů – viz níže.

Nejčastěji se užívá zkrácený, zjednodušený výpočet, nelze jej však pro současnou praxi doporučit, protože nedokáže přesně vypočítat a navrhnout jednotlivé podmínky pro správné provozování kamen. Výpočet sleduje pouze úbytek teploty v akumulačním tahu a komínu přičemž se vychází z teploty dosažené v topeništi ve vztahu k maximální dávce dřeva, tedy i výkonu topeniště. Dále je známa tzv. metoda délky tahu, metoda 1:16, metoda 1:1:1, metoda komínové ztráty, apod. (metoda 1:16 – 1 m² plochy kamen je schopen vytopit 16 až 20 m³; metoda 1:1:1 – 1 m² plochy kamen na 1 m tahu na 1 kW; metoda délky tahu – délka tahu je stejná jako úhlopříčka místnosti). Tyto metody však již patří do historie kamnářského řemesla.

Kompletní výpočet, který vychází z normativních výpočtů (v ČR to je od srpna 2013 nová norma ČSN EN 15544 [4]), je náročný na výpočet, ale lze si ho usnadnit pomocí tzv. „Přepočtového programu od Svazu rakouských kamnářů“, kdy si kamnář návrh nechá posoudit, popř. vyladit za určitý poplatek. Platnou licenci má v současné době na území naší republiky omezený počet firem, jelikož licence na jeden kalendářní rok stojí v přepočtu kolem 30 000 Kč. Tyto firmy poté nabízejí jiným subjektům přepočty návrhů. Program garantuje min. účinnost 78 % navržených kamen při dodržení určitých parametrů programu – viz následující část.

Podrobný výpočet dle normy ČSN EN 15544 [4] je popsán v následující části. Pro lepší seznámení se vzorci je zároveň uveden výpočet reálných parametrů.

3.1 Stanovení množství paliva

Maximální množství paliva se stanovuje dle normy ČSN EN 15544 [4]:

kde je

P_n

– požadovaný tepelný výkon [kW] – viz výše;

t_n

– požadovaná doba akumulace [h] – obvykle 8–24 h;

m_B

– maximální množství paliva [kg].

Koeficient 3,25 je empirickou konstantou pro suché dřevo a minimální požadovanou účinnost.

Minimální množství paliva je potom polovinou maximálního množství paliva:

kde je

m_Bmin

– minimální množství paliva [kg];

m_B

– maximální množství paliva [kg].

3.2 Stanovení hlavních rozměrů spalovací komory a tahového systému

3.2.1 Rozměry spalovacího prostoru

Vnitřní plocha spalovacího prostoru je součtem všech ploch, ohraničujících spalovací komoru (stěny, dno, strop, dvířka a plocha výstupu spalin z komory). Tato celková vnitřní plocha se vypočte ze vztahu:

kde je

O_BR

– celková vnitřní plocha spalovací komory [cm²];

m_B

– maximální množství paliva [kg].

Půdorysná plocha spalovací komory (případně roštu) je potom odvozena z minimální a maximální půdorysné plochy spalovací komory, které se vypočtou dle vztahů:

Podle minimální půdorysné plochy si stanovíme přibližné půdorysné rozměry komory, které ověříme dle následujícího vztahu.

kde je

A_BRmin

– minimální půdorysná plocha spalovací komory [cm²];

A_BRmax

– maximální půdorysná plocha spalovací komory [cm²];

m_B

– maximální množství paliva [kg];

U_BR

– obvod spalovacího prostoru [cm].

Je třeba dbát na to, aby šířka spalovací komory byla vždy nejméně 23 cm, délka (hloubka) může být minimálně stejná a maximálně dvojnásobná než šířka spalovací komory.

Pro výšku spalovacího prostoru H_BR platí, že:

Reálná výška se potom dopočítá z ostatních již určených rozměrů pomocí následujícího vzorce:

Takto jsme si schopni určit rozměry spalovací komory – půdorysná plocha se zvolí mezi A_BRmin a A_BRmax, výška se dopočítá.

3.2.2 Minimální délka spalinového tahu a průřez plynové štěrbiny

Délka spalinového tahu je u akumulačních kamen důležitá, protože především tam dochází k ochlazení spalin a akumulaci tepla do hmoty, obklopující tah. Je důležité zachovat dostatečné předání tepla akumulační hmotě, a také dostatečný tah pro odvod spalin. Pro zlepšení odvodu spalin a k rychlejšímu nahřátí komínu můžeme použít plynovou štěrbinu (přímou cestu do komína mimo akumulační spalinový tah).

V případě že plynová štěrbina nebude součástí kamen, vypočteme minimální délku spalinového tahu podle tohoto vzorce:

kde je

L_Zmin

– minimální délka spalinového tahu [m];

m_B

– maximální množství paliva [kg].

V případě, že v návrhu počítáme s plynovou štěrbinou, vypočteme minimální délku spalinového tahu podle tohoto vzorce:

kde je

L_Zmin

– minimální délka spalinového tahu [m];

m_B

– maximální množství paliva [kg].

Plynová štěrbina je v tomto případě určena pravidlem, že na 1 kg paliva připadá 1 cm² souvisejícího volného průřezu:

kde je

A_GS

– plocha volného průřezu vzduchové štěrbiny [cm²];

m_B

– maximální množství paliva [kg].

Tato štěrbina bývá umístěna v místě přepínací klapy – viz Obr. č. 2.

Jelikož je spalinový tah u kachlových kamen zpravidla geometricky složitý, je třeba pamatovat na dostatečné množství čisticích otvorů (dvířek nebo koleček – čisticí otvory ve spalinovém tahu – Obr. č. 3) ve spalinovém tahu, aby bylo možné vymést a vyčistit všechny části tahu.

Norma ČSN EN 15544 pro dimenzování kachlových kamen se vztahuje výhradně na jádro (topeniště a akumulační tahy) stavěné z kamnářského šamotu. Pro dimenzování systémových kamen je nutné dosadit příslušné hodnoty použitých materiálů a topenišť.

3.3 Výpočet hmotnostního toku paliva

Hmotnostní tok paliva se stanovuje dle normy ČSN EN 15544 [4] jako součin minimální účinnosti a maximálního množství paliva:

kde je

m_B

– maximální množství paliva [kg];

m_BU

– optimální hmotnostní tok paliva [kg/h];

0,78

– minimální účinnost navržených kamen [–].

3.4 Stanovení přebytku vzduchu

Spalování v zařízeních s ručním přikládáním nikdy neprobíhá rovnoměrně. Při návrhu kachlových kamen se vychází z předpokladu, že průměrný přebytek vzduchu λ = 2,95.

Z těchto předpokladů (přebytek vzduchu, spotřeba paliva, teoretická spotřeba vzduchu) jsou odvozeny některé součinitele, které jsou součástí následujících vzorců pro výpočet optimálního spalování.

3.5 Spalovací vzduch a spaliny

Následující výpočty lze řešit více způsoby dle toho, zda zanedbáváme nebo zohledňujeme vliv teploty a nadmořské výšky. Chceme-li docílit jisté přesnosti návrhu, zohledníme vliv těchto faktorů.

Teplotní korekce:

kde je

f_t

– teplotní korekce [–];

t

– teplota okolí [°C].

Výšková korekce:

kde je

f_t

– výšková korekce [–];

z

– geodetická výška (nadmořská) [m].

3.5.1 Objemový průtok spalovacího vzduchu

Jedná se o množství vzduchu, které musíme do topeniště přivést, abychom zajistili optimální hoření. Vypočte se ze vztahu dle normy ČSN EN 15544 [4]:

kde je

V_L

– objemový průtok spalovacího vzduchu [m³/s]

m_B

– maximální množství paliva [kg];

f_t

– teplotní korekce [–];

f_s

– výšková korekce [–].

3.5.2 Objemový průtok spalin

Výpočet je obdobný jako u objemového průtoku spalovacího vzduchu, ale součinitel je dán teoretickým množstvím spalin. Výpočet je uveden v normě [4]:

kde je

V_G

– objemový průtok spalin [m³/s];

m_B

– maximální množství paliva [kg];

f_t

– teplotní korekce [–];

f_s

– výšková korekce [–].

3.6 Výpočet hustoty

Ke každému objemovému průtoku (spalovacího vzduchu i spalin) je třeba dopočíst příslušné hustoty. Rozdíl hustot přiváděného vzduchu a spalin nám určuje tzv. statický tah. Tak jako u výpočtu objemových průtoků, je i zde nutné zohlednit nadmořskou výšku a teplotu okolí.

3.6.1 Hustota spalovacího vzduchu

3.6.2 Hustota spalin

kde je

f_t

– teplotní korekce [–];

f_s

– výšková korekce [–].

3.7 Výpočet teploty spalin – snížení teploty spalin v tahu

Pro výpočty teplotního chování jsou důležité některé základní předpoklady. V praxi se nejčastěji užívá krbových vložek, které mají uvedenu teplotu na výstupu, od této teploty potom odečítáme rozdíl teplot ve spalinovém tahu, abychom zjistili teplotu odcházející do komína.

Pro účinnost kachlových kamen je nejdůležitější ochlazení spalin podél akumulačního tahu. Na základě námi zvoleného systému navrhneme dostatečnou délku tahu. Toto ochlazení se spočítá dle vztahu:

kde je

t

– snížení teploty [°C];

L_Z

– délka spalinového tahu [m];

L_Zmin

– minimální délka spalinového tahu [m].

3.8 Hydraulické výpočty

3.8.1 Výpočet statického tahu

Statický tah vychází z rozdílu hustot spalin a přiváděného vzduchu a spočítá se dle vztahu [4]:

kde je

p_H

– statický tah [Pa];

g

– tíhové zrychlení = 9,81 m/s²;

H

– účinná výška (tahu) [m];

ρ_L

– hustota spalovacího vzduchu při výpočtové teplotě [kg/m³];

ρ_G

– hustota spalin při výpočtové teplotě [kg/m³].

3.8.2 Výpočet rychlosti proudění spalin

U kachlových kamen je důležité, aby byla rychlost proudění spalin relativně nízká. Požadavkem je, aby rychlost spalin v komíně a v tahu byla mezi 1,2 a 6 m/s.

kde je

v

– rychlost spalin v kouřovodu/tahu [m/s];

V_G

– objemový průtok spalin [m³/s];

A

– plocha průřezu (tahu) [m²].

Z podmínky rychlosti jsme schopni navrhnout optimální průřez, potažmo rozměry tahu (např. DN 180 – viz Obr. č. 2).

3.8.3 Výpočet tlakové ztráty třením

Pro výpočet potřebujeme znát dynamický tlak, součinitel tření a hydraulický průměr akumulačního tahu. Tlaková ztráta třením je jednou z tlakových ztrát, které musí překonat komínový tah, proto je třeba dobře volit materiál a délku tahu.

Dynamický tlak:

kde je

p_d

– dynamický tlak [Pa];

v

– rychlost proudění [m/s];

ρ

– hustota spalin při teplotě spalin [kg/m³].

Hydraulický průměr:

kde je

D_h

– hydraulický průměr kouřovodu/tahu [m];

A

– průtočný průřez (z rozměrů tahu) [m²];

U

– obvod průduchu (z rozměrů tahu) [m].

Součinitel tření:

kde je

λ_f

– součinitel tření v kouřovodu/tahu [–];

D_h

– hydraulický průměr [m];

k_f

– drsnost povrchu [m] – viz Tab. č. 2.

Pro příklad jsou v Tab. č. 2 uvedeny nejběžnější materiály pro spalinový tah.

Tab. č. 2 Drsnost povrchu v závislosti na materiálu [4]

Materiál	Drsnost kf [m]
Šamotové potrubí	0,002
Šamotové desky	0,003

Samotná tlaková ztráta třením se nyní spočítá z již známých parametrů dle vztahu:

kde je

p_R

– tlaková ztráta třením [Pa];

D_h

– hydraulický průměr [m];

λ

– součinitel tření [–];

L

– délka úseku tahu, kouřovodu nebo komína [m];

p_d

– dynamický tlak [Pa].

3.8.4 Výpočet tlakové ztráty vlivem změny směru

Největší tlakovou ztrátou v kachlových kamnech je ztráta vlivem změny směru neboli místními odpory. Vychází taktéž z dynamického tlaku a z koeficientů, které zohledňují jednotlivé změny směru po délce tahu (komínu).

kde je

p_U

– tlaková ztráta vlivem změny směru (vřazené odpory) [Pa];

p_d

– dynamický tlak [Pa];

ξ

– součinitel místní ztráty vlivem změny směru [–].

Nejpoužívanější hodnoty ξ jsou uvedeny v Tab. č. 3.

Tab. č. 3 Nejběžnější součinitelé místní ztráty vlivem změny směru [4]

Geometrický tvar	Součinitel místní ztráty ξ [–]
Úhel 10°	0,1
Úhel 30°	0,2
Úhel 45°	0,4
Oblouk 60°	0,7
Úhel 60°	0,8
Úhel 90°	1,2

V závislosti na požadované době akumulace je třeba zvolit vhodnou mocnost akumulačního materiálu – v případě kachlových kamen se jedná především o tloušťku stěny šamotového akumulačního tahu. Pro různé doby akumulace jsou empiricky zjištěné optimální tloušťky stěn uvedeny v Tab. č. 4. Teploty uváděné v Tab. č. 4. se vztahují vždy k řešené části tahu.

Tab. č. 4 Orientační tloušťky stěn pro různé druhy kamen dle doby akumulace [7]

Teplota [°C]	0–200	200–250	250–300	300–400	> 400
Nominální vytápěcí doba 8 h – lehká kamna	15 mm	15 mm	20 mm	25 mm	30 mm
Nominální vytápěcí doba 12 h – střední kamna	15 mm	20 mm	25 mm	30 mm	40 mm
Nominální vytápěcí doba 16–24 h – těžká kamna	25 mm	30 mm	30 mm	40 mm	50 mm
Pozn. Hodnoty v Tab. č. 4 platí pro vnější plášť cca 55 mm.

3.9 Kontrola správného návrhu

Díky výše uvedeným krokům jsme stanovili všechny parametry námi navržených kachlových kamen. V této fázi návrhu již víme, jaká jsou naše omezení, jsme schopni stanovit rozměry spalovací komory, tahu a na jejich základě dopočítat tepelné a hydraulické poměry v kamnech.

Abychom si ověřili, že je náš návrh správný, je třeba splnit 3 podmínky pro správnou funkci kachlových kamen.

3.9.1 Tlaková podmínka

Jedná se o nejdůležitější podmínku, neboť má přímý vliv na bezpečnost, protože při nedostatečném tahu může dojít k unikání spalin do místnosti. Tlaková podmínka stanoví, že celkové tlakové ztráty musí být nižší než komínový tah. Zároveň ale požaduje, aby komínový tah nebyl o mnoho vyšší než tlakové ztráty kamen, protože by se neúměrně zhoršila účinnost kamen.

Podmínka je dle normy ČSN EN 15544 [4] vyjádřena takto:

kde je

Σp_R

– součet všech tlakových ztrát třením [Pa];

Σp_U

– součet všech tlakových ztrát v důsledku změny směru [Pa];

Σp_H

– součet všech statických tahů (včetně komínového) [Pa].

Při nesplnění této podmínky je třeba upravit geometrii nebo materiál tahu tak, aby se ztráty snížily či zvýšily na požadovanou úroveň. Jakmile víme, kolik odboček nám vytvoří přiměřenou tlakovou ztrátu, nastává chvíle, kdy přijde na řadu kamnářova zkušenost a schopnost seskládat tyto odbočky a správnou délku do tvaru, který je pro nás zajímavý (kamna s lavicí či ležením, atd.) – viz Obr. č. 3. a 4.

3.9.2 Podmínka pro rosný bod

Tato podmínka zajišťuje, že nebude docházet ke kondenzaci vodní páry ze spalin v komínovém tělese – kondenzace má nepříznivý vliv na životnost komínu.

kde je

t_i,2

– povrchová teplota stěny komínu v jeho ústí (na konci) [°C].

3.9.3 Účinnost spalovacího zařízení

Tato podmínka zajišťuje, že budou mít kachlová kamna požadovanou účinnost. V normě ČSN EN 15544 [4] je tento vztah chybně přeložen z evropského originálu a v konečném důsledku je tento vzorec nesmyslný. Zde uvedený vztah byl převzat z evropského originálu EN 15544 [8]:

Špatný vzorec dle ČSN EN 15544 [4]:

Správný vzorec dle EN 15544 [8]:

kde je

t_f

– teplota spalin v komínovém hrdle za kamny [°C] – vypočte se z rozdílu teplot za vložkou a ochlazením    v tahu t_f = (t_vložka − t).

Tato účinnost musí být vyšší než 78 % (Graf 1), což je hodnota požadovaná pro spalovací zařízení dle rakouských předpisů [9], ze kterých norma pro dimenzování akumulačních kamen vychází.

Pokud budou splněny všechny podmínky (jak hlavní 3 podmínky dle kapitoly 3.9, tak dílčí podmínky na minimální rozměry komory dle kapitoly 3.2 a rychlost proudění spalin dle kapitoly 3.8.2), mohou se kachlová kamna považovat za správně navržená a pravděpodobně i emise znečišťujících látek budou na nízké úrovni. V této fázi návrhu se můžeme zabývat pohledovým provedením kamen s ohledem na konstrukční a funkční požadavky – Obr. č. 4.

Pro zájemce z řad odborníků a hloubavějších laiků je možné vyzkoušet si návrh podle výše zmíněných pravidel za pomocí našeho pomocného výpočtového softwaru pro návrh a posouzení kachlových kamen, který bude veřejně dostupný na portálu TZB-info koncem roku 2014.

Ukázka výpočtu v našem výpočtovém softwaru viz Obr. č. 5.

4. Provozování kachlových kamen

Je třeba si uvědomit, že kachlová kamna pracují na principu akumulace tepla, odebraného spalinám do materiálu, který tvoří akumulační tah a veškerá hmota topidla. Jakmile dojde k dostatečnému naakumulování tepla do hmoty, veškeré další teplo obsažené ve spalinách již bez užitku odchází komínem pryč a zvyšuje komínovou ztrátu. Po dosažení tohoto stavu není příliš efektivní dále topit. Je možné podstatně snížit tepelný příkon, tj. množství přikládaného dřeva, ale nejvýhodnější je přestat přikládat, kamna dobře uzavřít a vytápět místnost naakumulovaným teplem [10].

Dobré uzavření kamen zejména externího přívodu vzduchu je důležité, protože vzduch přisávaný netěsnostmi do kamen odvádí teplo do komína. Těmto ztrátám samozřejmě nelze úplně zabránit, je však možné je minimalizovat [10].

Srovnání průběhu výkonu kachlových kamen a krbových kamen viz Graf 2. Srovnání je pouze ilustrační, pro přesné měření výkonu je třeba použít speciální místnost pro přímé stanovení výkonu předávaného do vzduchu (tzv. tepelnou místnost) [11].

5. Závěr

Z výše zmíněných výpočtů je patrné, že správný návrh a stavba kachlových kamen není snadná věc a je lepší ji přenechat odborníkům. Kachlová kamna mají spoustu výhod, ale také nevýhod. Mezi výhody patří především vysoká účinnost (nad 78 %) a relativně nízký vývin emisí ze spalování v porovnání se samostatnými krbovými vložkami (především TZL neboli prach). Vysoká účinnost je zde dána snížením komínové ztráty (ochlazení spalin) na nezbytné minimum za pomoci spalinového tahu z akumulačního materiálu. Dlouhé a zakřivené spalinové cesty působí také jako odlučovač tuhých znečišťujících látek (TZL neboli prach) na gravitačním principu, které se tak méně dostávají do ovzduší ve formě polétavého prachu.

Mezi nevýhody patří především prostorová náročnost, nemožnost dynamické regulace, hmotnost (velké nároky na únosnost podlahy) a v neposlední řadě vyšší cena tohoto systému vytápění.

Na závěr lze jen dodat, že kachlová kamna jsou nejen efektivní, ale je možné je pohledově a materiálově přizpůsobit jakémukoliv interiéru. Kachlová kamna vnášejí do domů a chalup nejen určitou dávku romantiky, ale také sálavou složku tepla, kterou některé dnešní stavby postrádají.

6. Poděkování

Tento článek vznikl za podpory MŠMT v rámci řešení projektu CZ.1.05/2.1.00/01.0036 Inovace pro efektivitu a životní prostředí, MPO v rámci řešení projektu FR-TI1/178 Krbová kamna se sníženou produkcí prachu, TAČR v rámci řešení projektu Centra kompetence TE01020036 a Operačním programem Vzdělávání pro konkurenceschopnost a spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci řešení projektu Příležitost pro mladé výzkumníky, reg. č. CZ.1.07/2.3.00/30.0016 a v rámci řešení projektu SP2014/125 Měrné emise znečišťujících látek a provozní vlastnosti malých spalovacích zdrojů.

Aktualizací článku dne 12. 2. 2019 doplněn odkaz ke stažení výpočtu akumulačních kamen, viz níže.
Tento článek popisuje postup při návrhu kamen dle normy ČSN EN 15544:2013: Individuálně stavěná kachlová kamna/omítnutá kamna – Dimenzování. 2013 [4]. Pro veřejnost je rovněž k dispozici výpočet dle této normy v aplikaci pro MS Excel (stáhnout: Výpočet_-_návrh_akumulačních_kamen.xls).

7. Literatura

• [1] ŠIMÁČEK, A., ŠIMÁČEK, O., a kol. Příručka pro kamnáře II., Renome CZ s.r.o., Ostrava 2012, ISBN 978-80-260-2331-9
• [2] ČSN 73 4231:2013 – Kamna – Individuálně stavěná kamna
• [3] ČSN EN 12831:2005 – Tepelné soustavy v budovách – Výpočet tepelného výkonu
• [4] ČSN EN 15544:2013 – Individuálně stavěná kachlová kamna / omítnutá kamna – Dimenzování
• [5] ČSN EN 13384-1:2003 – Komíny – tepelně technické a hydraulické výpočtové metody – Část 1: Samostatné komíny
• [6] Materiály firmy RENOME CZ s.r.o.
• [7] ŠIMÁČEK, A., ŠIMÁČEK, O., a kol. Příručka pro kamnáře, Renome CZ s.r.o., Ostrava 2008, ISBN 978-80-254-1971-7
• [8] EN 15544:2010 – One off Kachelgrundöfen/Putzgrundöfen (tiled/mortared stoves) – Dimensioning
• [9] HORÁK, J., MARTINÍK, L., KRPEC, K., KUBESA, P., DVOŘÁK, J., HOPAN, F., JANKOVSKÁ, Z., DRASTICHOVÁ, V. Jaké parametry musí splnit kamna, krbové vložky a sporáky? Legislativa v ČR a Evropě In: TZB-info [online], publikováno 3. 6. 2013 [cit. 25. 2. 2013], dostupné z:
  http://vytapeni.tzb-info.cz/vytapime-tuhymi-palivy/9983-jake-parametry-musi-splnit-kamna-krbove-vlozky-a-sporaky-legislativa-v-cr-a-evrope
• [10] NOSKIEVIČ, P., VANĚK, S., Vlastnosti kachlových kamen. In: TZB-info [online], publikováno 4. 12. 2002 [cit. 25. 2. 2013], dostupné z: http://www.tzb-info.cz/1269-vlastnosti-kachlovych-kamen
• [11] KUBESA, P., HORÁK, J., HOPAN, F., KRPEC, K., MARTINÍK, L., Metodický přístup k testování krbových kamen v ČR a v zahraničí – 2. část. In: TZB-info [online], publikováno 13. 1. 2014 [cit. 25. 2. 2013], dostupné z:
  http://vytapeni.tzb-info.cz/kotle-kamna-krby/10767-metodicky-pristup-k-testovani-krbovych-kamen-v-cr-a-v-zahranici-2-cast
• [12] JANDAČKA, J., SMATANOVÁ, H., HOLUBČÍK, M.: Technológie pre krby a krbové kachle, vydavateľstvo a tlač Juraj Štefuň – GEORG, ISBN 978-80-89401-22-2
• [13] JANDAČKA, J., PAPUČÍK, Š., NOSEK, R., HOLUBČÍK, M., KAPJOR, A.: Environmentálne a energetické aspekty spaľovania biomasy, GEORG Žilina, 2011, ISBN 978-80-89401-40-6